一種基于TL431的線性精密穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案

2、并聯(lián)擴(kuò)流穩(wěn)壓電路

在多種應(yīng)用電路中，實(shí)際上是將圖5為在圖4的基礎(chǔ)上將電路稍加改進(jìn)，采用三極管擴(kuò)流，組成大電流基準(zhǔn)電壓源，且圖5中的晶體管可根據(jù)負(fù)載電流的大小選用不同功率的晶體管，這時(shí)限流電阻R也要相應(yīng)增加其功率。

并聯(lián)穩(wěn)壓電路適用于各種傳感器、變送器、和儀表各種A/D轉(zhuǎn)換器中，圖6就是在電偶變送器中的應(yīng)用。

串聯(lián)擴(kuò)流穩(wěn)壓電路

TL431除了可使用在并聯(lián)穩(wěn)壓電路中，圖4和圖5中的限流電阻R的功耗就要隨著輸入電壓的不同而功率發(fā)生變化，需用功率大的限流電阻，否則就會(huì)因電流過(guò)大而損壞。

采用串聯(lián)行的接法，如圖7，解決了上述問(wèn)題。將流經(jīng)限流電阻R電流的分流一部分，用兩個(gè)NPN的三極管V1和V2，通過(guò)NPN+NPN的同極性接法夠成 NPN型達(dá)林頓管，放大倍數(shù)是V1和V2的放大倍數(shù)的乘積。這樣集電極不僅分流了圖5電阻R承受的大部分電流，解決了所需大功率電阻的問(wèn)題，而且因達(dá)林頓管的電流放大能力增強(qiáng)，使TL431帶載能力增強(qiáng)，不用大功率三極管就可接大電流負(fù)載。

實(shí)際應(yīng)用中，為差動(dòng)變壓器式位移傳感器LVDT穩(wěn)壓電源時(shí)，當(dāng)負(fù)載電流為50mA時(shí)，流經(jīng)R的電流僅為1mA，流過(guò)達(dá)林頓集電極的電路為49mA，電阻 R采用小功率表貼電阻就能滿足需要，實(shí)現(xiàn)恒壓功能。而且在寬電源輸入下，輸出變化量小。如表1，測(cè)試條件為 R1=2.5KΩ，R2=3.5KΩ，R=3KΩ，負(fù)載電流 50mA，TL431選用SOT-89封裝，型號(hào)為TL431QPK，寬電壓供電的情況下僅變化1mV.如果在并聯(lián)電路中使用，替代圖5中所示電路，效果更好。

圖6所示電路具有良好的熱穩(wěn)定性。由于TL431的溫度漂移低，0℃~40℃為 6mV，-40℃~85℃和-40℃~125℃為14mV，所以輸出電壓的溫度特性要比普通恒壓源好的多，如果R1和R2選用溫度漂移系數(shù)低的電阻，恒壓電路的整體溫度漂移也很小，在應(yīng)用中無(wú)需附加溫度補(bǔ)償電路。實(shí)際應(yīng)用中，R1=2.5KΩ，R2=3.5KΩ，從型號(hào)TL431QPK，SOT-89封裝 50個(gè)芯片中隨機(jī)抽取3支，用圖6所示電路作為差動(dòng)變壓器式位移傳感器的穩(wěn)壓電路，溫區(qū)范圍-40℃~125℃，溫漂測(cè)量如表2所示，僅有幾個(gè)到十幾毫伏，均符合所給指標(biāo)。

可見(jiàn)串聯(lián)電路提高了穩(wěn)定精度，降低了TL431的功耗，減少了TL431因過(guò)熱而損壞的機(jī)率，上述電路不但可以作為工業(yè)級(jí)的傳感器穩(wěn)壓基準(zhǔn)，而且可以為寬溫區(qū)低溫漂的軍品級(jí)的產(chǎn)品精密穩(wěn)壓電源基準(zhǔn)，是一款實(shí)用的精密線性穩(wěn)壓電路。

結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)TL431三端可調(diào)精密內(nèi)部結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，闡述了并聯(lián)穩(wěn)壓電路和串聯(lián)穩(wěn)壓電路的基本構(gòu)成和性能。提出了一種TL431的線性精密穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案。 后經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和長(zhǎng)期應(yīng)用證明本方案所設(shè)計(jì)的基于TL431的可調(diào)式精密穩(wěn)